[发明专利]一种摇篮式三次谐波五轴转台

说明书

本发明公开了一种摇篮式三次谐波五轴转台，包括：水平旋转件，其包括水平旋转主动件、水平旋转从动件和摇篮机壳，所述水平旋转主动件和所述水平旋转从动件均安装在安装座上，所述摇篮机壳设置在所述水平旋转主动件和所述水平旋转从动件上，并且被所述水平旋转主动件带动沿水平轴线周向转动；倾斜旋转件，其包括动力驱动件和减速输出件，所述动力驱动件设置在所述摇篮机壳的动力驱动腔内，所述减速输出件设置在所述摇篮机壳的减速输出腔内；所述动力驱动件向所述减速输出件输入动力，经所述减速输出件减速输出后带动所夹持的待加工件周向转动。本发明加工精度高，输出刚度高，整机重量和尺寸小，造价低廉，拆装更换也极其方便。

技术领域

本发明涉及机床附件技术领域，更具体地说，本发明涉及一种摇篮式三次谐波五轴转台。

背景技术

摇篮式五轴转台是机床系统中的执行元件，它能构成机床运动轴里面的第四轴和第五轴，进而在机床加工时通过四轴联动或五轴联动，可以加工外观形状更为复杂的零件或者是实现一次装夹，加工多个面的工艺，一方面可以拓展普通3轴CNC的加工形状范围，另一方面通过减少装夹次数提高零件的整体加工精度。

目前，市面上的摇篮式五轴转台从驱动原理上来区分可以分为蜗轮蜗杆驱动和直驱马达驱动。蜗轮蜗杆驱动是利用蜗轮蜗杆的高减速比传动和具有自锁性等特征来实现将伺服电机的低扭矩高转速转化为加工所需的高扭矩和低转速，由于其制造工艺成熟和传动稳定等特点，受到大部分摇篮式五轴厂家的使用。但是，从原理上来看，蜗轮蜗杆的传动属于硬挤压传动，由于自身的自锁性需要，使得其传动压力角一般较小，进而使其传动的效率很低，发热严重，常常需要将蜗轮或者蜗杆中的某一个或者两者浸润在润滑油里面运动，这就对整个转台的密封性作出了较高的要求。而且由于蜗轮制造材料的特殊性，常常需要使用锡青铜等特殊金属进行制造，使得其在运动过程中较容易被磨损，常常在初始阶段调整好精度后，运行一段时间，需要对其磨损间隙进行调整以获得设定的反向间隙和精度。

直驱马达驱动可以理解为使用一个大扭矩输出的伺服电机进行驱动，载物台与电机轴直接连接，中间不经过减速机构，这样的好处是减少了中间的传动环节，使得载物台的旋转精度就是电机轴的输出精度，电机可以通过使用高精度的光栅尺使得整体具有很高的输出精度。但是其相对于蜗轮蜗杆传动，由于去掉了中间的减速传动机构，虽然使得其效率和精度得到了很大的提高，也避免了传动过程中的磨损，但是其制造复杂，造价高昂，一方面如果要获得较高的输出精度，就必须配备价格昂贵的高精度光栅尺；另一方面，由于其旋转轴和载物台直接连接，使得其负载惯量需要和电机轴匹配，限制其加工工件的转动惯量；再者，由于其直连传动，如果加工过程中出现撞刀等较大的外部冲击时，由于没有中间的减速机构的缓冲，将会直接影响其输出精度，甚至损坏主体结构。

再者，由于常规加工工艺一般需要较低的转速和较高的扭矩，而伺服电机在这种运行工况下容易产生“蠕行”现象，效率较低，发热严重，这样一方面由于热量的影响会损失一部分的加工精度，另一方面，需要对整机配备冷却装置，这样既增加了结构的复杂程度，又增加了整机的制造成本和难度。综上所述，蜗轮蜗杆驱动的摇篮式转台效率低，整机密封复杂，精度保持性能差；直驱马达驱动在达到高精度情况下造价高昂，制造工艺复杂，且一般需要安装水冷系统，增加了整机系统的复杂程度。上述两种摇篮式五轴转台都有其明显的缺点。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种摇篮式三次谐波五轴转台，具体采用如下的技术方案：

一种摇篮式三次谐波五轴转台，包括：

水平旋转件，其包括水平旋转主动件、水平旋转从动件和摇篮机壳，所述水平旋转主动件和所述水平旋转从动件均安装在安装座上，所述摇篮机壳设置在所述水平旋转主动件和所述水平旋转从动件上，并且被所述水平旋转主动件带动沿水平轴线周向转动；